(57)【要約】【課題】電気機器や自動車に使われるノンハロゲン電線結束用テープの難燃剤のブリードによる、テープの粘着力基材と粘着剤とのアンカー性を向上させること。【解決手段】合成樹脂組成物を帯状に形成したテープにおいて、難燃剤としてビニル基含有系反応性難燃剤を含有する合成樹脂組成物をフィルム状に成形した後、紫外線あるいは電子線照射により架橋処理が施され、さらにテープ状に成形したことを特徴とする電線結束用テープを提供することによって、該テープの難燃剤の基材表面に染み出るブリードを防止し、粘着力、アンカー性を向上させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂組成物を帯状に形成した基材を備えるテープにおいて、該合成樹脂組成物が、ポリプロピレン系樹脂１００部、ポリエチレン系樹脂１〜２５０部、平均粒子径０．５〜１０μｍの無機質充填剤１〜２００部および相溶化剤０．１〜５０部から成る組成物に、ビニル基含有系反応性難燃剤２〜５０部、ビニル基含有系反応性難燃剤を硬化あるいは高分子量化させる化合物である光重合開始剤０．０２〜５部を配合して混練し均一に分散させ、フィルム状に成形した後、紫外線あるいは電子線照射により架橋処理が施され、さらにテープ状に成形したことを特徴とする電線結束用テープ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器や自動車などで使用される電線ケーブルに電気絶縁材として巻きつけられるポリオレフィン（以下、「ＰＯ」と略称する。）系樹脂組成物の電線結束用テープに関する。特に、アンカー性、粘着力、難燃性、手切れ性、耐ピンホール性に優れた非ハロゲン系のテープに関する。尚、本発明の電線結束用テープの配合組成を示す「部」等の単位は、特に断らない限り質量基準で表す。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電線結束用テープ（以下、「テープ」と略称する。）としては、主にポリ塩化ビニル（以下、「ＰＶＣ」と略称する。）系樹脂組成物を用いたものが広く使用されている。これは、電線結束用テープとして必要とされる物理的性質（柔軟性、手切れ性、難燃性）及び電気的特性（絶縁性、耐電性、破壊電圧）を考えた上、選択されたためである。
【０００３】
このようなＰＶＣ系樹脂組成物を用いたテープの塩素量は３０〜４５％の範囲にあり、通常３５％に近い。近年塩素含有物質を燃焼させるとダイオキシンが発生する報告もある。焼却炉の燃焼条件によっては、発生に至らない報告もあるが、焼却炉の燃焼条件によってはダイオキシンが発生して外部に悪影響を及ぼしたり、塩化水素が発生して酸性雨の原因になったりする等の環境面の課題がある。
【０００４】
しかしながらテープの基材を、ＰＶＣ系樹脂組成物からハロゲンを含有しないＰＯ系樹脂組成物に変えただけでは、テープとして必要とされる物理的性質、特に難燃性に問題があった。ＰＯ系樹脂組成物のテープにおいて、難燃性を改善するために、該テープの基材に無機難燃剤を含有させることが知られている。（例えば、特許文献１参照）しかしながら、前記無機難燃剤は、低分子量の難燃剤であり、基材表面に染み出るブリードの問題があった。ブリードが発生すると、テープの粘着力の低下及び基材と粘着剤とのアンカー性不良が起こってしまうという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−４７２４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記ＰＶＣ系樹脂組成物を、単に代表的なＰＯ系樹脂組成物として、ポリプロピレン系合成樹脂に置き換えただけでは「手切れ性」が悪く、実用に向かなかった。この手切れ性は、テープを紙管から巻き戻したときに、手でテープ幅方向へ切り込みを入れて切断する際、切断端面が伸びずに切れる特性をいい、テープの実用化においては、重要な特性である。また、ＰＯ系樹脂単独でテープを形成すると、テープ自体にピンホールが発生しやすくなり、絶縁性、耐電性が低下するためである。
【０００７】
本発明の目的は、かかる欠点を解決したものであり、難燃剤の基材表面へのブリードによる粘着剤と基材の密着不良及び粘着力低下を防止、難燃性、手切れ性、耐ピンホール性を兼ね備えるとともに、環境負荷の少ない非ハロゲン系のテープを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明者らは、鋭意検討を行った結果、前記の課題を解決できることを見出し本発明に至った。即ち、請求項１記載の本発明の電線結束用テープは、合成樹脂組成物が、ポリプロピレン系樹脂１００部、ポリエチレン系樹脂１〜２５０部、平均粒子径０．５〜１０μｍの無機質充填剤１〜２００部、相溶化剤０．１〜５０部から成る組成物に、ビニル基含有系反応性難燃剤２〜５０部、ビニル基含有系反応性難燃剤を硬化あるいは高分子量化させる化合物である光重合開始剤０．０２〜５部を配合して混練し均一に分散させ、フィルム状に成形した後、紫外線あるいは電子線照射により架橋処理が施され、さらにテープ状に成形した電線結束用テープである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明における前記ポリプロピレン系樹脂としては、一般に言われているポリプロピレンホモポリマ、更に高結晶性ホモポリマ、プロピレン−エチレン共重合体であるポリプロピレンランダムポリマ、ポリプロピレンブロックポリマ、ポリプロピレンとＣＨ２＝ＣＨＲ（Ｒ：炭素数２〜８の脂肪族及び芳香族）を重合したポリプロピレンブロックポリマ、ＴＰＯなどがある。該ＴＰＯは、ポリプロピレンをハードセグメントとし、エチレン−プロピレンブタジエンラバー（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンラバー（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンラバー（ＮＢＲ）及び天然ゴム（ＮＲ）等をソフトセグメントとし、さらに溶融混練及びリアクタで重合したポリプロピレンポリマをいう。なお、前記ポリプロピレン系樹脂は、各々単独で使用しても良いが、複数種併用して使用しても良い。
【００１０】
本発明において、合成樹脂組成物にポリエチレン系樹脂を配合する理由は、ポリプロピレン系樹脂単独でテープを形成すると、テープ自体にピンホールが発生しやすくなり、絶縁性、耐電性が低下するためである。
また、ポリプロピレン系樹脂単独では融点１３０〜１７０℃であるため、高温かつ狭い温度域にテープ製造時の加工温度（１８０〜２２０℃）を設定しなければならなくなるが、ポリエチレン系樹脂を配合すると、加工温度域を低下且つ拡大させることができるので、製造し易くなる。これは、ポリエチレン系樹脂の軟化点がポリプロピレン系樹脂に対して低いためである。
【００１１】
前記ポリエチレン系樹脂の配合量は、ポリプロピレン系樹脂１００部に対して１部〜２５０部の範囲である。１部未満であるとポリエチレン系樹脂を配合した効果が発揮されずテープ自体にピンホールが発生し易くなり、絶縁性、耐電性が低下する。一方で２５０部を超えると、テープの柔軟性が向上し過ぎて手切れ性が悪くなる。
【００１２】
前記ポリエチレン系樹脂としては、従来公知の樹脂を適宜選択して採用でき、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのエチレン−ビニルエステル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体などのエチレン−α，β−カルボン酸またはその誘導体との共重合体などのエチレン系（共）重合体がある。これらを単独あるいは複数種を併用して使用しても良い。
【００１３】
次に、本発明における合成樹脂組成物に無機質充填剤を配合する理由は、テープの手切れ性を向上させる一方、成形加工時の熱伝導を大きくして合成樹脂組成物の冷却効果を上げ、該合成樹脂組成物で生じる歪みを小さく抑えるためである。この無機質充填剤の平均粒子径は、０．５μｍ〜１０μｍの範囲である。該平均粒子径が０．５μｍ未満であるとテープの手切れ性が悪くなる。一方で、該平均粒子径が１０μｍを超えた場合は、テープの引張強度、破断伸度の低下が生じると共にピンホールが発生し易くなる。
【００１４】
また、無機質充填剤の配合量は、１部〜２００部の範囲である。該配合量が１部未満であるとテープの手切れ性が悪くなる。一方で、該配合量が２００部を超える場合は、引張強度、破断伸度の低下が生じると共にピンホールが発生し易くなる。
【００１５】
無機質充填剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化ジルコニウム、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、トリフェニルホスフィート、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸アミド、酸化ジリコニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化モリブデン、リン酸グアニジン、ハイドロタルサイト、スネークタイト、硼酸亜鉛、無水硼酸亜鉛、メタ硼酸亜鉛、メタ硼酸バリウム、酸化アンチモン、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、赤燐、タルク、アルミナ、シリカ、ベーマイト、ベントナイト、珪酸ソーダ、珪酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等がある。これらを単独あるいは複数種を併用して使用しても良い。
【００１６】
続いて、本発明において、合成樹脂組成物に相溶化剤を配合する理由は、前記ポリプロピレン系樹脂、前記ポリエチレン樹脂及び前記無機質充填剤を単に配合しただけでは均一に分散せずテープにピンホールが生じやすくなることが判明したためであり、言い換えれば、これらを均一に分散させるためである。
【００１７】
前記相溶化剤の配合量は、０．１部〜５０部の範囲である。該配合量が０．１部未満であると、テープにピンホールが発生し易くなる。一方で、該配合量が５０部を超えると、溶融粘度が低下し過ぎてテープの手切れ性が悪くなる。
【００１８】
相溶化剤としては、エチレン−グリシジルメタアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸共重合体、水添スチレンブタジエンラバー（ＨＳＢＲ）、スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶−ブロックコポリマ（ＳＥＢＣ）、オレフィン結晶−エチレンブチレン−オレフィン結晶−ブロックコポリマ（ＣＥＢＣ）、ポリエチレン−無水マレイン酸変性共重合体（ＰＥ−Ｍ）、ポリプロピレン−無水マレイン酸共重合体（ＰＰ−Ｍ）等がある。これらを単独あるいは複数種を併用して使用しても良い。
【００１９】
本発明における合成樹脂組成物にビニル基含有系反応性難燃剤を配合するのは、フィルム基材の難燃性を向上させるためである。該反応性難燃剤の配合量は、２部〜５０部の範囲である。該配合量が２部未満であると、テープの難燃性が低下する。一方で、該配合量が５０部を超えると、テープの引張強度と破断伸度が低下する。
【００２０】
前記ビニル基含有系反応性難燃剤としては、ビニルスルホン酸ジエステルであるビニルスルホン酸ジメチルエステル、ビニルスルホン酸ジエチルエステル等の反応性難燃剤を採用できる。
【００２１】
本発明における合成樹脂組成物に光重合開始剤を配合するのは、紫外線照射を受けた際に前記反応性難燃剤がラジカル重合を開始させ硬化あるいは高分子量化させるためのものである。該光重合開始剤の配合量は、０．０２部〜５部の範囲である。該配合量が０．０２未満であると、前記反応性難燃剤の光反応性が悪く、反応性難燃剤の硬化、あるいは高分子量化が遅くなるかあるいは起こらなくなり、反応性難燃剤未反応物のブリードが発生しやすい傾向である。一方で、該配合量が５部を超えると、未反応の光重合開始剤が存在することによりブリードが発生しやすい傾向である。
【００２２】
光重合開始剤としては、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル類、アセトンフェノン類、アントラキノン類、チオキサントン類、ケタール類、ベンゾフェノン類又はキサトン類等がある。ベンゾインとしては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル等があり、アセトンフェノン類としてはベンゾインアルキルエーテル類、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−アセトフェノン、２，２−ジエトキシ−２−アセトフェノン、１，１−ジクロロアセトフェノン等がある。アントラキノン類としては、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ターシャリブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノンの如き、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン等があり、ケタール類としてはアセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルメタール、ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ジベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノン等がある。
【００２３】
また、光重合開始剤には、必要に応じて公知の安息香酸系、第三級アミン等といった光重合開始助剤の１種又は２種以上の組合せを併用しても良い。第三級アミンとしてはトリエチルアミン、テトラエチルペンタアミン、ジメチルアミノエーテル等がある。
【００２４】
本発明における合成樹脂組成物をフィルム状に成形した後、紫外線あるいは電子線を照射するのは、前記ビニル基含有系反応性難燃剤をラジカル重合あるいは架橋することにより、難燃性が向上し、ブリードを防止することができる。この紫外線の照射量は５０〜１０００ｍＪ／ｃｍ２が好ましく、１００〜３００ｍＪ／ｃｍ２  が特に好ましい。また、この電子線の照射量は１０〜２００Ｍｒａｄ（メガ・ラド）が好ましく、５０〜１５０Ｍｒａｄが特に好ましい。
【００２５】
前記基材配合組成を備える本発明に係るテープでは、テープの片面若しくは両面に粘着剤層を形成してもよい。この粘着剤層を形成するための粘着剤としては、一般的に用いられている粘着剤を適宜使用することができ、例えばゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤等を用いることができる。
【００２６】
なお、本発明に係るテープで用いる前記合成樹脂組成物には、必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲で着色剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、滑剤、安定剤、その他の添加剤を配合することができる。
【００２７】
本発明にあっては、本発明に係るテープの合成樹脂組成物をポリプロピレン系樹脂１００部、ポリエチレン系樹脂１〜７０部、平均粒子径０．５〜１０μｍの無機質充填剤１〜２００部、相溶化剤０．１〜５０部及びビニル基含有系反応性難燃剤２〜５０部、ビニル基含有系反応性難燃剤を硬化あるいは高分子量化させる化合物である光重合開始剤０．０２〜５部にすることにより、難燃性且つ手切れ性の高いテープが得られた。また、紫外線あるいは電子線照射を行うことにより、難燃性が向上し、ブリードが防止できる品質の高いテープが得られた。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明にかかる実施例を、表１に基づいて、比較例と対比しながら説明する。表１は、各実施例・比較例で用いた合成樹脂組成物の配合とその特性値を示したものである。なお、表１中、「ＰＰ」はポリプロピレン系樹脂、「ＰＥ」はポリエチレン系樹脂を示す。「ＴＰＯ」は、ポリプロピレンをハードセグメントとし、エチレン−プロピレンブタジエンラバー（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンラバー（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンラバー（ＮＢＲ）及び天然ゴム（ＮＲ）等をソフトセグメントとし、さらに溶融混練及びリアクタで重合したポリプロピレンポリマを示す。また、表１の合成樹脂組成物の欄で示されたの値の単位は、質量部である。
【００２９】
【表１】
2005019315.tif 000002
【００３０】
（評価方法）
「アンカー性」は、２３±２℃、６５±５％ＲＨの条件下で粘着面同士を貼り合わせてから剥がす作業を３回繰り返した後、目視で粘着剤が他面に移行したのを確認できなかったときを良好（○）とし、確認できたときを不良（×）とした。
【００３１】
「粘着力」は、２３±２℃、６５±５％ＲＨの条件下で被着体であるＳＵＳ板に２５ｍｍ幅のテープを試験片として貼着した。貼着は、試験片の上を重さ２ｋｇのゴムローラーで１往復させることによって行った。貼着してから２０分経過後に、試験片の一端を１８０度方向に速度３００ｍｍ／分でＳＵＳ板から剥離させたときの強度を測定し、従来（ＰＶＣ）と比べて同等または優れているものを良好（○）とし、劣っているものを不良（×）とした。
【００３２】
「難燃性」は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２０１（酸素指数法による高分子材料の燃焼方法）により測定した難燃性の指標であり２２以上を必要とする。難燃性の指標（ＯＩ値）が２２以上の場合を良好（○）とし、２２以下の場合を不良（×）とした。
【００３３】
「手切れ性」は、幅２５ｍｍ、長さ１００ｍｍに形成した該テープを横方向に手で切断し、切断面の切り口の状態を評価したものである。切断面の切り口がきれいに切れた場合を良好（○）とし、切り口でテープが伸びて切れる場合を不良（×）とした。
【００３４】
「耐ピンホール性」は、幅２５ｍｍ、長さ１００ｍｍに形成した該テープを引張速度３００ｍｍ／分で長さ２００ｍｍになるまで延伸し、該テープ表面のピンホールの有無を目視で判定した。ピンホールがないものを良好（○）とし、１つ以上発生したものを不良（×）とした。
【００３５】
なお、表１中の「総合評価」は、特性値が全て良好（○）であったものを適（○）とし、いずれかの特性値が不良（×）であったものを不適（×）とした。
【００３６】
（実施例１）
実施例１のテープは、本実施例１のテープの合成樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂としてＴＰＯ１００部、ポリエチレン系樹脂として超低密度ポリエチレン樹脂３０部、平均粒子径３．０μｍの無機質充填剤として水酸化マグネシウム７０部、相溶化剤として水添スチレンブタジエンラバー５部、ビニル基含有系反応性難燃剤としてビニルスルホン酸ジエチルエステル１０部、光重合開始剤としてベンゾインイソプロピルエーテル１部、その他少量の安定剤、滑剤、着色剤を含有させ、紫外線照射を２００ｍＪ／ｃｍ２の条件で行ったものである。
【００３７】
前記合成樹脂組成物をバンバリミキサで混練した後、カレンダ加工にて１．１５倍に延伸し、厚さ約０．１ｍｍに形成した。粘着剤層は、ゴム系粘着剤を用いた。なお、他の実施例、比較例は、特に言及した部分以外、本実施例と同様の条件である。
【００３８】
（実施例２）
実施例２のテープは、実施例１のＴＰＯ１００部をＴＰＯ５０部とポリプロピレンランダムポリマ５０部の合計１００部としたものである。複数のポリプロピレン系樹脂を用いても目的とするテープが得られることを実証するために用意した実施例である。
【００３９】
（比較例１及び比較例２）
比較例１及び比較例２のテープは、実施例１の低密度ポリエチレンの配合量を０．５部及び３００部にそれぞれ変更したものであり、比較例１では耐ピンホール性が得られず、比較例２では、手切れ性が得られなかった。
【００４０】
（比較例３及び比較例４）
比較例３及び比較例４のテープは、実施例１の無機質充填剤である水酸化マグネシウムの配合量を０．５部及び２５０部にそれぞれ変更したものであり、比較例３では手切れ性が得られず、比較例４では、耐ピンホール性が得られなかった。
【００４１】
（比較例５及び比較例６）
比較例５及び比較例６のテープは、実施例１の無機質充填剤である水酸化マグネシウムの平均粒子径を０．３μｍ及び１５．０μｍにそれぞれ変更したものであり、比較例５では手切れ性が得らず、比較例６では耐ピンホール性が得られなかった。
【００４２】
（比較例７及び比較例８）
比較例７及び比較例８のテープは、実施例１の相溶化剤である水添スチレンブタジエンラバーの配合量を０．０５部及び７０．０部にそれぞれ変更したものであり、比較例７では耐ピンホール性が得らず、比較例８では、手切れ性が得られなかった。
【００４３】
（比較例９及び比較例１０）
比較例９及び比較例１０のテープは、実施例１のビニル基含有系反応性難燃剤であるビニルスルホン酸ジエチルエステルの配合量を１部及び１００部に変更したものであり、比較例９では難燃性が得られず、比較例１０では手切れ性が得られなかった。
【００４４】
（比較例１１及び比較例１２）
比較例１１及び比較例１２のテープは、実施例１の光重合開始剤であるベンゾインイソプロピルエーテルの配合量を０部及び１０部にそれぞれ変更したものであり、比較例１１及び比較例１２ではアンカー性、粘着力、手切れ性が得られなかった。
【００４５】
（比較例１３）
比較例１３のテープは、実施例１のビニル基含有系反応性難燃剤であるビニルスルホン酸ジエチルエステルを一般的な添加型難燃剤であるトリフェニルホスフェートに変更し、光重合開始剤を除いたものであり、アンカー性と粘着力が得られなかった。
【００４６】
以上のように、実施例１から２は、総合評価はいずれも適（○）であったのに対して、比較例１から１３の総合評価はいずれも不適（×）であった。この結果から、本発明では、ＰＶＣ系粘着テープと同等の物理的特性と電気的特性を持つ非ハロゲンテープを提供できることが明らかになった。なお、表１には示さなかったが、実施例１、２は、従来のＰＶＣ系粘着テープと同等の引張強度、破断伸度、電気絶縁性（体積固有抵抗値で１×１０１２Ω・ｃｍ以上）、耐電性及び破壊電圧を備えていた。また、燃焼した際にダイオキシンなどの有害物質を発生しなかった。
【００４７】
【発明の効果】
本発明にあっては、合成樹脂組成物を帯状に形成した基材を備えるテープにおいて、難燃剤としてビニル基含有系反応性難燃剤を含有する合成樹脂組成物をフィルム状に成形した後、紫外線あるいは電子線照射により架橋処理が施され、さらにテープ状に成形したものを採用することにより、難燃性を有し、ブリードを防止した電線結束用のテープが得られる。更に、樹脂組成を特定し、紫外線あるいは電子線照射により架橋処理することにより、ＰＶＣ系のテープの物理的性質（引張強度、破断伸度、難燃性）及び電気的特性（絶縁性・耐電性・破壊電圧）を維持しつつ、難燃剤の基材表面へのブリードを防止するだけでなく、非ハロゲン化され、更に、難燃性を有し、該テープを延伸してもピンホールが発生せず、手切れ性が良好な電線結束用のテープが得られる。